KR102409321B1 - α-Alumina Flakes - Google Patents

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게르하르트 파프
사비네 쇼엔
후미코 사사키
사토루 고바야시
고시로 구니이
유지 다케나카
가츠히사 닛타
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메르크 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 정해진 두께 및 입자 크기 분포를 갖는 알루미나 플레이크, 및 바니쉬, 페인트, 자동차용 코팅, 인쇄용 잉크, 마스터뱃치, 플라스틱 및 화장품 제형에 있어서의, 및 효과 안료용 기재로서의 그의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to alumina flakes having a defined thickness and particle size distribution and to their use in varnishes, paints, automotive coatings, printing inks, masterbatches, plastics and cosmetic formulations, and as substrates for effect pigments.

Description

α-알루미나 플레이크{α-Alumina Flakes}α-Alumina Flakes {α-Alumina Flakes}

본 발명은 α-Al2O3 플레이크, 및 페인트, 산업적 코팅, 자동차용 코팅, 인쇄 잉크, 화장품 제형에서의 그의 용도, 및 특히, 효과 안료용 투명 기재로서의 그의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to α-Al 2 O 3 flakes and their use in paints, industrial coatings, automotive coatings, printing inks, cosmetic formulations, and in particular as transparent substrates for effect pigments.

진주광택, 금속광택, 컬러 플롭(color flop) 또는 다중색 효과를 부여하는 것은 천연 또는 합성 투명 플레이크에 기반한 진주광택 안료를 사용함으로써 달성될 수 있다. α-Al2O3 플레이크에 기반한 진주광택 안료는 문헌에 잘 알려져 있으며, 메르크(Merck)사의 상표명 시라릭(Xirallic®) 하에 상업적으로 이용가능하다. Conferring a pearlescent, metallic, color flop or multicolor effect can be achieved by using pearlescent pigments based on natural or synthetic transparent flakes. Pearlescent pigments based on α-Al 2 O 3 flakes are well known in the literature and are commercially available under the trade name Xirallic ® from Merck.

효과 안료용 기재의 중요한 인자들로는 입자 크기, 형태, 표면 성질, 굴절률 등이 있다. 크고 작은 입자들은 입자 표면상에서 상이한 빛의 반사율 및 투과율을 갖기 때문에, 입자 크기의 균일성은 선명하고 균일한 색을 위해 필수적이다. 또한, 입자 크기는 빛의 파장과 밀접한 연관이 있기 때문에 진주광택 안료의 착색에 크게 영향을 미친다. 즉, 입자 크기가 작을수록 표면적은 커지며, 그에 의해 착색을 증가시키고, 반사율을 향상시키며, 보다 선명한 색을 부여한다. 그러나 Al2O3 플레이크의 표면상에 금속 또는 금속 산화물을 코팅함에 있어서 상기 표면상에 균일한 코팅을 제공하는 것은 통상적으로 쉽지 않으며, 따라서 형상비(aspect ratio)의 감소를 초래하고, 이는 빛 간섭 효과를 감소시킴으로써 얻어지는 진주광택 색의 윤기를 저하시킨다. Important factors of the substrate for effect pigments include particle size, shape, surface properties, refractive index, and the like. Because large and small particles have different reflectance and transmittance of light on the particle surface, uniformity of particle size is essential for clear and uniform color. In addition, since the particle size is closely related to the wavelength of light, it greatly affects the coloration of pearlescent pigments. That is, the smaller the particle size, the larger the surface area, thereby increasing the coloration, improving the reflectance, and imparting a more vivid color. However, in coating a metal or metal oxide on the surface of Al 2 O 3 flakes, it is usually not easy to provide a uniform coating on the surface, thus resulting in a decrease in the aspect ratio, which results in a light interference effect. Reduces the luster of the pearlescent color obtained by reducing

10 ㎛ 초과의 입경 및 5 내지 10의 형상비(입경/두께)를 갖는 6각형의 플레이크 형태의 α-Al2O3가 일본 특허공보 제111239/1982호에 공지되어 있다.α-Al 2 O 3 in the form of hexagonal flakes having a particle diameter of more than 10 μm and an aspect ratio (particle diameter/thickness) of 5 to 10 is known from Japanese Patent Publication No. 111239/1982.

일본 특허공보 제72572/1991호는 0.5 내지 3 ㎛의 평균 입경을 갖는 플레이크 형태의 α-Al2O3를 개시하고 있다. Japanese Patent Publication No. 72572/1991 discloses α-Al 2 O 3 in the form of flakes having an average particle diameter of 0.5 to 3 μm.

일본 특허공보 제39362/1992호는 플레이트 내로 성장한 c축에 수직인 평면을 갖는 육방정계의 미세한 편평 입자 형태인, Al2O3를 개시하고 있다. Japanese Patent Publication No. 39362/1992 discloses Al 2 O 3 , which is in the form of hexagonal fine flat particles having a plane perpendicular to the c-axis grown into a plate.

(주성분으로서) 산화 알루미늄 및 (미량 성분으로서) 이산화티탄으로 이루어진 Al2O3 플레이크가 미국 특허 제5,702,519호에 개시되어 있다. 상기 Al2O3 플레이크는 약 5 내지 60 ㎛의 평균 입경, 1 ㎛ 미만의 두께 및 20 초과의 형상비를 갖는다.Al 2 O 3 flakes composed of aluminum oxide (as a major component) and titanium dioxide (as a minor component) are disclosed in US Pat. No. 5,702,519. The Al 2 O 3 flakes have an average particle diameter of about 5 to 60 μm, a thickness of less than 1 μm, and an aspect ratio of greater than 20.

국제특허공개 제WO 2006/101306 A1호 및 제WO 2008/026829 A1호는 아연 도핑된 Al2O3 플레이크 및 이러한 Al2O3 플레이크에 기반한 진주광택 안료에 관한 것이다. 상기 Al2O3 플레이크는 0.5 ㎛ 이하의 평균 두께 및 15 ㎛ 이상의 평균 입경을 가지며, 50 ㎛ 이상의 큰 형상비(직경/두께)를 갖는다. 이들 아연 도핑된 Al2O3 플레이크는 산성 조건 하에서 안정하지 않으며, 따라서 모든 적용에 있어서 적합하지는 않다.WO 2006/101306 A1 and WO 2008/026829 A1 relate to zinc doped Al 2 O 3 flakes and pearlescent pigments based on such Al 2 O 3 flakes. The Al 2 O 3 flakes have an average thickness of 0.5 μm or less, an average particle diameter of 15 μm or more, and a large aspect ratio (diameter/thickness) of 50 μm or more. These zinc doped Al 2 O 3 flakes are not stable under acidic conditions and are therefore not suitable for all applications.

종래기술의 Al2O3 플레이크는 높은 화학적 안정성을 갖지 않고/않거나, 화장품 및 페인트 용도에서 상기 플레이크를 사용하기 위한 바람직한 평활도(smoothness)를 갖지 않는다는 단점을 갖는다. The prior art Al 2 O 3 flakes have the disadvantage that they do not have high chemical stability and/or do not have the desired smoothness for use of such flakes in cosmetic and paint applications.

본 발명의 목적은 높은 화학적 안정성, 매끄러운 표면 및 높은 백색도를 동시에 갖는 개선된 Al2O3 플레이크를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide improved Al 2 O 3 flakes which simultaneously have high chemical stability, smooth surface and high whiteness.

놀랍게도, 그와 같은 알루미나 플레이크 또는 알루미나 플레이크에 기반한 효과 안료의 특성은 정확하게 정의된 치수 및 입자 크기 분포를 갖는 알루미나 플레이크를 사용함으로써 증대될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 특히 알루미나 플레이크 및 알루미나 플레이크에 기반한 효과 안료의 광학적 특성은 입자 크기 분포를 변화시키는 것에 의해 영향받을 수 있다. It has surprisingly been found that the properties of such alumina flakes or effect pigments based on alumina flakes can be enhanced by using alumina flakes having precisely defined dimensions and particle size distribution. In particular the optical properties of alumina flakes and effect pigments based on alumina flakes can be influenced by varying the particle size distribution.

따라서, 본 발명은 500 nm 이상의 두께 및 30 내지 45 nm의 D90 값 및 15 내지 30 ㎛의 D50 값을 갖는다는 점에서 차별화되는, 투명한 알루미나 플레이크에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to transparent alumina flakes, which are distinguished in that they have a thickness of at least 500 nm and a D 90 value of 30 to 45 nm and a D 50 value of 15 to 30 μm.

종래기술에 비해, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 특히 증가된 채도 및 광택과 결합된, 쉬머(shimmer) 및 글리머(glimmer) 효과에 의해 개선된 광학적 특성을 나타내고, 동시에 모든 적용에 있어서 높은 화학적 안정성을 나타낸다.Compared to the prior art, the Al 2 O 3 flakes according to the invention exhibit improved optical properties by virtue of the shimmer and glimmer effects, in particular combined with increased saturation and gloss, and at the same time in all applications It shows high chemical stability.

본 발명에 따른 코팅 및 비-코팅된 Al2O3 플레이크는 높은 광택과, 강한 간섭색 및 매우 확연한 글리터(glitter) 효과를 결합시키므로, 이를 사용함으로써 다양한 적용 매체에서 특별히 유효한 효과가 달성될 수 있다. The coated and uncoated Al 2 O 3 flakes according to the invention combine high gloss with strong interference colors and a very pronounced glitter effect, so that by using them, particularly effective effects can be achieved in various application media.

본 발명에 다른 알루미나 플레이크는, 특히 산업적 적용에 사용하기 위한 효과 안료용 기재로서 특별히 사용된다. 그러나, 이들은 또한 알루미나 플레이크가 통상적으로 사용되는 모든 제형, 예컨대, 잉크, 코팅, 바람직하게는 자동차용 코팅, 플라스틱, 화장품 제형에 사용될 수 있고, 효과 안료용 기재로서 사용될 수 있다.The alumina flakes according to the invention are used in particular as substrates for effect pigments for use in industrial applications. However, they can also be used in all formulations in which alumina flakes are commonly used, such as inks, coatings, preferably automotive coatings, plastics, cosmetic formulations, and can be used as substrates for effect pigments.

본 발명의 Al2O3 플레이크는 체적 크기 비(volume size fraction)가 다음과 같이 분포된, 가우스(Gaussian) 분포를 특징으로 하는 입자 크기 분포를 갖는다.The Al 2 O 3 flakes of the present invention have a particle size distribution characterized by a Gaussian distribution, in which a volume size fraction is distributed as follows.

- D50은 15 내지 30 ㎛, 바람직하게는 15 내지 25 ㎛의 범위이다.- D 50 is in the range from 15 to 30 μm, preferably from 15 to 25 μm.

- D90은 30~45 ㎛, 바람직하게는 30~40 ㎛의 범위이다.- D 90 is in the range of 30 to 45 μm, preferably 30 to 40 μm.

본 특허출원에서, 알루미나 플레이크의 D10, D50 및 D90은 말번(Malvern) MS 2000을 사용하여 평가된다. In this patent application, the D 10 , D 50 and D 90 of alumina flakes are evaluated using a Malvern MS 2000.

입자 크기 분포 D50은 중앙 직경 또는 입자 크기 분포의 중간값으로도 알려져 있으며, 누적 분포의 50%에서의 입경의 값이고, 안료의 입자 크기 특성을 규정하는 중요한 파라미터 중 하나이다. The particle size distribution D 50 , also known as the median diameter or the median of the particle size distribution, is the value of the particle size at 50% of the cumulative distribution, and is one of the important parameters defining the particle size properties of pigments.

이에 대응하여, D90 값은 모든 Al2O3 입자 전체를 기준으로, 입자의 90%가 갖는 최대 또는 그 미만의, 구 상당(sphere equivalent) 형태에서 레이저 입도분석에 의해 측정된 Al2O3 플레이크의 최대 길이방향 치수를 의미한다.Correspondingly, the D 90 value is based on all Al 2 O 3 particles as a whole, with the maximum or less of 90% of the particles being Al 2 O 3 measured by laser particle size analysis at the sphere equivalent shape. Means the maximum longitudinal dimension of the flake.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 80 미만, 바람직하게는 5 내지 60, 및 특히 10 내지 50의, 두께 분포의 표준 편차를 갖는다.In a preferred embodiment, the Al 2 O 3 flakes according to the invention have a standard deviation of the thickness distribution of less than 80, preferably between 5 and 60 and in particular between 10 and 50.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 알루미나 플레이크의 D10 값은 9.5 ㎛ 미만, 바람직하게는 9.0 ㎛ 이하이다. In a preferred embodiment, the D 10 value of the alumina flakes according to the invention is less than 9.5 μm, preferably less than or equal to 9.0 μm.

D10 값은 모든 Al2O3 플레이크 전체를 기준으로, 상기 플레이크의 10%가 달성하는 최대 또는 그 미만의, 구 상당 형태에서 레이저 입도분석에 의해 측정된 Al2O3 플레이크의 길이방향 치수의 값을 의미한다.The D 10 value is the lengthwise dimension of the Al 2 O 3 flakes measured by laser particle size analysis in a sphere-equivalent morphology, at or below the maximum achieved by 10% of the flakes, based on all of the Al 2 O 3 flakes. means value.

평균 두께는 Al2O3 플레이크가 기재에 대해 실질적으로 평면-평행하게 배향되어 있는, 경화된 페인트 필름을 기초로 하여 결정된다. 이러한 목적으로, 경화된 페인트 필름의 횡단면을 주사전자현미경(SEM) 하에서 검사하여, 100개의 Al2O3 플레이크의 두께를 확인하고 통계적 평균을 산출한다. The average thickness is determined based on the cured paint film, wherein the Al 2 O 3 flakes are oriented substantially plane-parallel to the substrate. For this purpose, the cross-section of the cured paint film is examined under a scanning electron microscope (SEM) to determine the thickness of 100 Al 2 O 3 flakes and to calculate a statistical average.

바람직한 크기 및 두께 분포는 예컨대, 선택 스크린 등을 통과시켜 분류하는 방법에 의한, 플레이크의 적절한 분류에 의해 얻어질 수 있다. The desired size and thickness distribution can be obtained by appropriate sorting of the flakes, for example by sorting by passing through a selection screen or the like.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 500 nm 이상, 바람직하게는 550 내지 1000 nm, 특히 600 내지 900 nm의 두께를 갖는다.The Al 2 O 3 flakes according to the invention have a thickness of at least 500 nm, preferably between 550 and 1000 nm and in particular between 600 and 900 nm.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 바람직하게는 15 내지 60, 특히 20 내지 45의 형상비(직경/두께 비)를 갖는다.The Al 2 O 3 flakes according to the invention preferably have an aspect ratio (diameter/thickness ratio) of 15 to 60, in particular 20 to 45.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 α-Al2O3 플레이크이다. In a preferred embodiment, the Al 2 O 3 flakes according to the invention are α-Al 2 O 3 flakes.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 문헌에 기술된 바와 같은, 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.The Al 2 O 3 flakes according to the invention can be produced by methods known per se, as described in the literature.

바람직한 실시양태에서, Al2O3 플레이크는 알루미늄염 수용액을 알칼리 카보네이트 수용액을 사용하여 침전시키는 것에서 시작하여 제조된다. 황산나트륨 또는 황산칼륨과 같은 알칼리 금속염, 및 인산 또는 인산염과, 티탄 화합물과 같은 도판트를 출발 용액에 첨가한다. 침전 단계 후에, 건조(가열에 의한 증발, 탈수) 및 용융염 처리가 수반되며, 하기 단계들을 포함한다:In a preferred embodiment, Al 2 O 3 flakes are prepared starting by precipitating an aqueous aluminum salt solution with an aqueous alkali carbonate solution. An alkali metal salt such as sodium sulfate or potassium sulfate, and phosphoric acid or phosphate, and a dopant such as a titanium compound are added to the starting solution. After the precipitation step, drying (evaporation by heating, dehydration) and molten salt treatment are involved and include the following steps:

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 문헌에 기술된 바와 같은, 그 자체로 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.The Al 2 O 3 flakes according to the invention can be produced by methods known per se, as described in the literature.

바람직한 실시양태에서, Al2O3 플레이크는 알루미늄염 수용액을 알칼리 카보네이트 수용액을 사용하여 침전시키는 것에서 시작하여 제조된다. 황산나트륨 또는 황산칼륨과 같은 알칼리 금속염, 및 인산 또는 인산염과, 선택적으로 하나 이상의 도판트, 예컨대 티탄, 지르코늄, 실리카, 인듐, 주석, 아연 또는 인듐 화합물을 시작 용액에 첨가한다. 침전 단계 후에, 건조(가열에 의한 증발, 탈수) 및 용융염 처리가 수반되며, 하기 단계들을 포함한다:In a preferred embodiment, Al 2 O 3 flakes are prepared starting by precipitating an aqueous aluminum salt solution with an aqueous alkali carbonate solution. An alkali metal salt such as sodium or potassium sulfate, and phosphoric acid or phosphate, and optionally one or more dopants such as titanium, zirconium, silica, indium, tin, zinc or an indium compound are added to the starting solution. After the precipitation step, drying (evaporation by heating, dehydration) and molten salt treatment are involved and include the following steps:

(1) 1종 이상의 수용성 및/또는 불용성 알루미늄염의 수용액 또는 슬러리를 제조하는 단계,(1) preparing an aqueous solution or slurry of at least one water-soluble and/or insoluble aluminum salt;

(2) 상기 알루미늄염 용액에 알칼리 용액을 첨가하여 수산화 알루미늄 입자를 침전시키고, 인 화합물 및 선택적으로 1종 이상의 도판트를 침전의 전, 중간 또는 후에 상기 수용액에 첨가하는 단계,(2) adding an alkali solution to the aluminum salt solution to precipitate aluminum hydroxide particles, and adding a phosphorus compound and optionally one or more dopants to the aqueous solution before, during or after precipitation;

(3) 물을 증발시키고, 뒤이어 단계 (2)의 침전된 생성물을 건조시켜 입자 및 알칼리염을 함유하는 건조 형태의 알루미나를 생성하는 단계,(3) evaporating the water followed by drying the precipitated product of step (2) to produce alumina in dry form containing particles and an alkali salt;

(4) 상기 단계 (3)에서 수득된 건조 형태를 0.5 내지 10시간, 바람직하게는 1 내지 6 시간 동안, 바람직하게는 900 내지 1400 ℃의 온도에서 하소(calcination)시켜 용융염 상태의 Al2O3 플레이크를 수득하는 단계,(4) Al 2 O in a molten salt state by calcining the dried form obtained in step (3) for 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 6 hours, preferably at a temperature of 900 to 1400 ° C. 3 obtaining flakes;

(5) 단계 (4)에서 수득된 하소된 물질의 수용성 부분을 제거하는 단계,(5) removing the water-soluble portion of the calcined material obtained in step (4);

(6) 예컨대, 사분, 제분 및/또는 침강에 의해 입자 크기 및 두께를 조절하는 단계.(6) Controlling particle size and thickness, for example by quarrying, milling and/or sedimentation.

적합한 알루미늄염의 예로는 황산알루미늄, 염화알루미늄, 질산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 수산화알루미늄, 베마이트, 염기성 황산알루미늄 및 이들의 조합이 있다. Examples of suitable aluminum salts include aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, polyaluminum chloride, aluminum hydroxide, boehmite, basic aluminum sulfate, and combinations thereof.

광화제로서 작용하는 적합한 알칼리 금속염의 예로는 황산나트륨, 황산칼륨, 황산리튬, 황산마그네슘, 염화나트륨 및 염화칼륨이 있다.Examples of suitable alkali metal salts acting as mineralizers are sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, sodium chloride and potassium chloride.

인 화합물은 바람직하게는, 인산, 인산염, 이인산(diphosphoric acid), 인산나트륨, 이염기성(dibasic) 인산암모늄 및 인산칼륨으로부터 선택된다. 1종 이상의 인 화합물의 양은 알루미나 플레이크를 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%이다. The phosphorus compound is preferably selected from phosphoric acid, phosphate, diphosphoric acid, sodium phosphate, dibasic ammonium phosphate and potassium phosphate. The amount of the at least one phosphorus compound is preferably from 0.05 to 2% by weight, based on the alumina flakes.

침전을 위한 pH 조절제의 바람직한 예로는, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 및 이들의 조합이 있다. Preferred examples of the pH adjusting agent for precipitation include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, and combinations thereof.

입자 크기, 두께, 광학적 특성 및/또는 표면 형태를 제어하기 위해, 1종 이상의 도판트를 Al2O3 플레이크를 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 양으로 첨가하는 것이 유용할 수 있다. To control particle size, thickness, optical properties and/or surface morphology, it may be useful to add one or more dopants in an amount of 0.01 to 5% by weight based on Al 2 O 3 flakes.

도판트는 바람직하게는 하기 화합물의 군으로부터 선택된다: TiO2, ZrO2, SiO2, In2O3, SnO2, ZnO 및 이들의 조합.The dopant is preferably selected from the group of compounds: TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO and combinations thereof.

바람직한 실시양태에서, 도판트는 바람직하게는 Al2O3 플레이크를 기준으로0.05 내지 3 중량%의 양으로 사용되는 TiO2이다.In a preferred embodiment, the dopant is TiO 2 , preferably used in an amount of 0.05 to 3% by weight, based on Al 2 O 3 flakes.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크는 효과 안료의 제조에서 기재로서 매우 적합하다. 이러한 면에서, 상기 Al2O3 플레이크는 바람직하게는, 예컨대, TiO2, ZrO2, SnO2, ZnO, Ce2O3, Fe2O3, Fe3O4, FeTiO5, Cr2O3, CoO, Co3O4, VO2, V2O3, NiO와 같은 금속산화물, 나아가 티탄 아산화물(저가 산화물 Ti3O5, Ti2O3, TiO와 같은, 2 내지 4 미만의 산화 상태를 갖는 부분 환원된 TiO2), 티탄 옥시나이트라이드, FeO(OH)의 하나 이상의 층, 예컨대 Al, Fe, Cr, Ag, Au, Pt 또는 Pd를 포함하는 반투명 금속 박층, 또는 이들의 조합과 같은, 하나 이상의 고굴절률 층으로 코팅된다. TiO2 층은 루타일(rutile) 또는 아나타제(anatase) 변형 상태일 수 있다. 일반적으로, 최고의 품질 및 광택 및 동시에 가장 안정한 효과 안료는, TiO2가 루타일 변형된 상태에서 얻어진다. 루타일 변형을 얻기 위해서, TiO2를 루타일 변형 상태로 유도할 수 있는 첨가제가 사용될 수 있다. 이산화주석과 같은 유용한 루타일 유도제가 미국 특허 제4,038,099호 및 미국 특허 제5,433,779호 및 유럽 특허 제0 271 767호에 개시되어 있다. Al2O3 플레이크에 기반한 바람직한 효과 안료는 하나 이상의 금속 산화물 층, 바람직하게는 단 하나의 금속 산화물 층, 특히 TiO2, Fe2O3, Fe3O4, SnO2, ZrO2 또는 Cr2O3으로 코팅된다. 특히 바람직한 것은 TiO2 또는 Fe2O3로 코팅된 Al2O3 플레이크이다.The Al 2 O 3 flakes according to the invention are very suitable as substrates in the production of effect pigments. In this respect, the Al 2 O 3 flakes are preferably, for example, TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , ZnO, Ce 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeTiO 5 , Cr 2 O 3 . , CoO, Co 3 O 4 , VO 2 , V 2 O 3 , metal oxides such as NiO, further titanium suboxides (lower oxides Ti 3 O 5 , Ti 2 O 3 , TiO, such as 2 to less than 4 oxidation states) Partially reduced TiO 2 ) with one or more layers of titanium oxynitride, FeO(OH), such as a thin translucent metal layer comprising Al, Fe, Cr, Ag, Au, Pt or Pd, or combinations thereof. , coated with one or more high refractive index layers. The TiO 2 layer may be in a rutile or anatase modified state. In general, the best quality and gloss and at the same time the most stable effect pigments are obtained in the rutile state of TiO 2 . In order to obtain a rutile transformation, an additive capable of inducing TiO 2 to a rutile transformation state may be used. Useful rutile inducers such as tin dioxide are disclosed in US Pat. No. 4,038,099 and US Pat. No. 5,433,779 and EP 0 271 767. Preferred effect pigments based on Al 2 O 3 flakes are at least one metal oxide layer, preferably only one metal oxide layer, in particular TiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , SnO 2 , ZrO 2 or Cr 2 O 3 is coated. Particular preference is given to Al 2 O 3 flakes coated with TiO 2 or Fe 2 O 3 .

각각의 고-굴절률 층의 두께는 원하는 간섭색에 의해 좌우된다. Al2O3 플레이크 표면상의 각 층의 두께는 바람직하게는 20 내지 400 nm, 바람직하게는 30 내지 300 nm, 특히 30 내지 200 nm이다.The thickness of each high-index layer is dictated by the desired interference color. The thickness of each layer on the Al 2 O 3 flake surface is preferably from 20 to 400 nm, preferably from 30 to 300 nm, in particular from 30 to 200 nm.

Al2O3 플레이크 표면상의 층의 개수는 바람직하게는 1개 또는 2개, 나아가 3개, 4개, 5개, 6개 또는 7개 층일 수 있다. The number of layers on the Al 2 O 3 flake surface may preferably be 1 or 2, further 3, 4, 5, 6 or 7 layers.

특히, Al2O3 플레이크 표면상의 고-굴절률 및 저-굴절률 층으로 이루어진 간섭 패키지는 증가된 광택 및 더욱 증가된 간섭색 또는 컬러 플롭을 갖는 효과 안료를 생성한다.In particular, interference packages consisting of high- and low-index layers on the surface of Al 2 O 3 flakes produce effect pigments with increased gloss and a more increased interference color or color flop.

코팅에 적합한 무색 저-굴절률 물질은, 바람직하게는, 예컨대 SiO2, Al2O3, AlO(OH), B2O3와 같은 금속 산화물 또는 상응하는 산화물의 수화물, MgF2와 같은 화합물 또는 상기 금속 산화물들의 혼합물이다. Colorless low-index materials suitable for coating are preferably, for example, metal oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , AlO(OH), B 2 O 3 or hydrates of the corresponding oxides, compounds such as MgF 2 or the above It is a mixture of metal oxides.

Al2O3 플레이크 표면상에 적용되는 다중층의 경우, 간섭 시스템은 특히 TiO2-SiO2-TiO2 적층체이다. In the case of multiple layers applied on the Al 2 O 3 flake surface, the interfering system is in particular a TiO 2 —SiO 2 —TiO 2 stack.

또한, 본 발명에 따른 효과 안료는 외층으로서 반투명 금속층을 또한 가질 수 있다. 이러한 종류의 코팅은 예를 들면, 독일특허공개 제38 25 702 A1호에 의해 공지되어 있다. 상기 금속층은 바람직하게는 5 내지 25 nm의 층 두께를 갖는 크롬 또는 알루미늄 층이다. In addition, the effect pigments according to the invention may also have a translucent metal layer as outer layer. A coating of this kind is known, for example, from German Patent Publication No. 38 25 702 A1. The metal layer is preferably a chromium or aluminum layer with a layer thickness of 5 to 25 nm.

또한, Al2O3 플레이크는 예를 들면, 크롬, 니켈, 은, 비스무스, 구리, 주석 또는 하스탈로이(Hastalloy)로부터 선택되는 하나 이상의 금속 또는 금속 합금의 층으로 코팅될 수 있다. 금속 황화물로 코팅된 Al2O3 플레이크는 예를 들면, 텅스텐, 몰리브덴, 세륨, 란타늄 또는 희토류 원소의 황화물로 코팅된다. In addition, the Al 2 O 3 flakes may be coated with a layer of one or more metals or metal alloys selected, for example, from chromium, nickel, silver, bismuth, copper, tin or Hastalloy. Al 2 O 3 flakes coated with metal sulfides are coated, for example, with tungsten, molybdenum, cerium, lanthanum or sulfides of rare earth elements.

또한, Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 탑 코트로서 유기 염료, 바람직하게는 프러시안 블루(Prussian blud) 또는 카민 레드로 최종적으로 코팅될 수 있다.In addition, effect pigments based on Al 2 O 3 flakes can be finally coated as a top coat with an organic dye, preferably Prussian blud or carmine red.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크에 기반한 특히 바람직한 효과 안료는 다음과 같은 적층체(들)를 갖는다.Particularly preferred effect pigments based on Al 2 O 3 flakes according to the invention have the following laminate(s).

Al2O3 플레이크 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + TiO 2

Al2O3 플레이크 + TiO2/Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 /Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + TiO2 + Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + TiO2 + Fe3O4 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Fe 3 O 4

Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + Fe2O3 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 /Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2

Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2/Al2O3 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 /Al 2 O 3

Al2O3 플레이크 + TiO2 + Al2O3 Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Al 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SnO2 Al 2 O 3 flakes + SnO 2

Al2O3 플레이크 + SnO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + SnO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + SnO2 + Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + SnO 2 + Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 + Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Fe3O4 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Fe 3 O 4

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + Fe2O3 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2/Al2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 /Al 2 O 3

Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Al2O3 Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Al 2 O 3

Al2O3 플레이크 + TiO2 + 프러시안 블루Al 2 O 3 Flakes + TiO 2 + Prussian Blue

Al2O3 플레이크 + TiO2 + 카민 레드Al 2 O 3 Flakes + TiO 2 + Carmine Red

상기 언급된 바람직한 실시양태에서 TiO2 층(들)은 루타일 또는 아나타제 변형 상태일 수 있다. 상기 바람직한 실시양태에서 언급된 Al2O3 플레이크는 도핑되거나 도핑되지 않은 것일 수 있다.In the preferred embodiments mentioned above the TiO 2 layer(s) may be in a rutile or anatase modified state. The Al 2 O 3 flakes mentioned in the above preferred embodiment may be doped or undoped.

본 출원에서, 용어 "코팅" 또는 "층"은 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크의 완전한 포장(enveloping)을 의미하는 것으로 간주된다. In the present application, the term “coating” or “layer” is taken to mean the complete enveloping of the Al 2 O 3 flakes according to the invention.

도핑되거나 도핑되지 않은 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는, 바람직하게는 총 안료 기준으로 40 내지 90 중량%의 Al2O3 플레이크 및 10 내지 60 중량%의 코팅으로 이루어진다.Effect pigments based on doped or undoped Al 2 O 3 flakes preferably consist of from 40 to 90% by weight of Al 2 O 3 flakes and from 10 to 60% by weight of the coating, based on the total pigment.

Al2O3 플레이크는 CVD 또는 PVD 공정에 의하여, 습식 화학 코팅에 의해 코팅될 수 있다.Al 2 O 3 flakes can be coated by wet chemical coating, by CVD or PVD process.

하나 이상의 층, 바람직하게는 하나 이상의 금속 산화물 층으로 α-Al2O3 플레이크를 코팅하는 것은 바람직하게는 습식 화학 공정에 의해 수행되며, 진주광택 안료의 제조를 위해 개발된 습식 화학 코팅법을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 종류의 방법은 예를 들면, 독일특허 제14 67 468호, 독일특허 제19 59 988호, 독일특허 제20 09 566호, 독일특허 제22 14 545호, 독일특허 제22 15 191호, 독일특허 제22 44 298호, 독일특허 제23 13 331호, 독일특허 제15 22 572호, 독일특허 제31 37 808호, 독일특허 제31 37 809호, 독일특허 제31 51 343호, 독일특허 제31 51 354호, 독일특허 제31 51 355호, 독일특허 제32 11 602호, 독일특허 제32 35 017호, 또는 통상의 기술자에게 알려진 추가의 특허 문헌 및 기타 간행물들에 기술되어 있다. The coating of the α-Al 2 O 3 flakes with one or more layers, preferably one or more metal oxide layers, is preferably carried out by a wet chemical process, using the wet chemical coating method developed for the preparation of pearlescent pigments. it is possible to do This kind of method is described, for example, in German Patent No. 14 67 468, German Patent No. 19 59 988, German Patent No. 20 09 566, German Patent No. 22 14 545, German Patent No. 22 15 191, Germany Patent No. 22 44 298, German Patent No. 23 13 331, German Patent No. 15 22 572, German Patent No. 31 37 808, German Patent No. 31 37 809, German Patent No. 31 51 343, German Patent No. 31 51 354, DE 31 51 355, DE 32 11 602, DE 32 35 017, or additional patent literature and other publications known to those skilled in the art.

습식 코팅의 경우, Al2O3 플레이크를 물에 현탁시키고, 1종 이상의 가수분해성 금속염을 가수분해되기에 적합한 pH에서 첨가하며, 상기 pH는 금속 산화물 또는 금속 산화물의 수화물이 상기 플레이크 상으로 직접 침전되고 2차 침전을 유발하지 않도록 하는 방식으로 선택된다. 상기 pH는 염기 및/또는 산의 동시적인 정량 첨가에 의해 통상적으로 일정하게 유지된다. 뒤이어 안료를 분리해내고, 세척하고, 6 내지 18시간 동안 50 내지 150 ℃에서 건조시키고, 0.5 내지 3시간 동안 하소시키되, 상기 하소 온도는 존재하는 각각의 코팅과 관련하여 최적화될 수 있다. 일반적으로, 하소 온도는 500 내지 1000 ℃, 바람직하게는 600 내지 900 ℃이다. 바람직한 경우, 안료를 개별 코팅의 적용 후에 분리해내고, 건조시키고, 선택적으로 하소시킨 후에, 추가적인 층의 적용을 위해 다시 재현탁시킬 수 있다. For wet coating, Al 2 O 3 flakes are suspended in water and one or more hydrolyzable metal salts are added at a pH suitable for hydrolysis, wherein the pH is such that the metal oxide or hydrate of the metal oxide precipitates directly onto the flakes. and is selected in such a way that it does not cause secondary precipitation. The pH is usually kept constant by simultaneous quantitative addition of base and/or acid. The pigment is then separated off, washed, dried at 50 to 150° C. for 6 to 18 hours and calcined for 0.5 to 3 hours, the calcination temperature can be optimized for each coating present. In general, the calcination temperature is 500 to 1000°C, preferably 600 to 900°C. If desired, the pigment may be separated off after application of the individual coatings, dried and optionally calcined, followed by re-suspending for application of additional layers.

Al2O3 플레이크 및/또는 이미 코팅된 Al2O3 플레이크에 대한 SiO2 층의 적용은, 적절한 pH에서 칼륨 또는 나트륨 물-유리 용액을 첨가하는 것에 의해 일반적으로 수행된다. The application of the SiO 2 layer to the Al 2 O 3 flakes and/or the already coated Al 2 O 3 flakes is usually carried out by adding a potassium or sodium water-glass solution at an appropriate pH.

또한, 코팅은 유동층 반응기에서 기상 코팅에 의해 수행될 수도 있고, 그에 상응하여 진주광택 안료의 제조를 위해, 예를 들면, 유럽특허 제0 045 851호 및 유럽특허 제0 106 235호에 제안되어 있는 방법들을 사용하는 것이 가능하다. The coating can also be carried out by gas phase coating in a fluidized bed reactor, correspondingly for the production of pearlescent pigments, as proposed, for example, in EP 0 045 851 and EP 0 106 235 . It is possible to use methods.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료의 색조 및 채도는 상이한 코팅량 및 그에 기인하는 층 두께의 선택에 의해 매우 넓은 범위 내에서 달라질 수 있다. 특정 색조 및 채도에 대한 미세 조정(tuning)은 시각 또는 측정기술 제어 하에 원하는 색에 접근함으로써 순수한 양의 선택을 넘어서 달성될 수 있다.The hue and saturation of the effect pigments based on Al 2 O 3 flakes according to the invention can be varied within very wide limits by the choice of different coating amounts and resulting layer thicknesses. Fine tuning for specific hue and saturation can be achieved beyond pure quantitative selection by accessing the desired color under visual or metrological control.

빛, 물 및 기후 안정성을 증가시키기 위해, 적용 분야에 따라, 완성된 안료를 후-코팅하거나 후-처리하는 것이 흔히 권장된다. 적합한 후-코팅 또는 후-처리는 예를 들면, 독일특허 제22 15 191 C2호, 독일특허출원 제31 51 354호, 독일특허출원 제32 35 017호 또는 독일특허출원 제33 34 598호에 기술되어 있는 방법들이다. 후-코팅은 화학적 및 광화학적 안정성을 더욱 증가시키거나, 안료의 취급, 특히 다양한 매체 내로의 혼입을 간편하게 한다. 내후성, 분산성 및/또는 사용 매체와의 상용성(compatibility)을 개선시키기 위해, 예를 들면, Al2O3 또는 ZrO2 또는 이들의 혼합물의 기능적 코팅을 안료 표면에 도포하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들면, 유럽특허 제0 090 259호, 유럽특허 제0 634 459호, 국제특허공개 제WO 99/57204호, 국제특허공개 제WO 96/32446호, 국제특허공개 제WO99/57204호, 미국특허 제5,759,255호, 미국특허 제5,571,851호, 국제특허공개 제WO 01/92425호, 또는 문헌[J.J. Ponjee, Philips Technical Review, Vol. 44, No. 3, 81 ff.] 및 문헌[P.H. Harding J.C. Berg, J. Adhesion Sci. Technol. Vol. 11, No. 4, pp. 471-493]에 기술되어 있는 실레인을 사용하여, 유기 후-코팅이 가능하다.To increase light, water and climate stability, depending on the field of application, it is often recommended to post-coat or post-treat the finished pigment. Suitable post-coatings or post-treatments are described, for example, in German Patent No. 22 15 191 C2, German Patent Application No. 31 51 354, German Patent Application No. 32 35 017 or German Patent Application No. 33 34 598 are the methods that have been The post-coating further increases the chemical and photochemical stability or simplifies the handling of the pigment, especially its incorporation into various media. In order to improve weatherability, dispersibility and/or compatibility with the medium of use, it is possible, for example, to apply a functional coating of Al 2 O 3 or ZrO 2 or mixtures thereof to the pigment surface. In addition, for example, European Patent No. 0 090 259, European Patent No. 0 634 459, International Patent Publication No. WO 99/57204, International Patent Publication No. WO 96/32446, International Patent Publication No. WO99/57204 , U.S. Patent No. 5,759,255, U.S. Patent No. 5,571,851, International Patent Publication No. WO 01/92425, or JJ Ponjee, Philips Technical Review, Vol. 44, No. 3, 81 ff.] and PH Harding JC Berg, J. Adhesion Sci. Technol. Vol. 11, No. 4, pp. 471-493, organic post-coating is possible.

본 발명에 따르면, 원하는 크기 분포를 갖는 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 플라스틱, 화장품 및 특히 자동차용 페인트를 포함한 모든 종류의 조성물에 유용한 것으로 밝혀졌다. According to the present invention, effect pigments based on Al 2 O 3 flakes with the desired size distribution have been found to be useful in all kinds of compositions, including plastics, cosmetics and especially automotive paints.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는, 바람직하게는 페인트, 자동차용 코팅, 산업적 코팅 및 인쇄용 잉크 및 화장품 제형 분야의 다수의 컬러 시스템과 상용가능하다. 예컨대, 그라비어(gravure) 인쇄, 플렉서(floxographic) 인쇄, 오프셋 인쇄 및 오프셋 오버바니싱(overvarnishing)을 위한, 인쇄용 잉크의 제조를 위해서는, 다수의 결합제, 특히, 예컨대 바스프(BASF), 마라부(Marabu), 프롤(Proll), 세리콜(Sericol), 하트만(Hartmann), 게브루더 슈미트(Gebr. Schmidt), 시크파(Sicpa), 아버그(Aarberg), 시그버그(Siegberg), GSB-Wahl, 폴만(Follmann), 루코(Ruco) 또는 코테스 스크린 잉크 게임베하(Coates Screen INKS GmbH)에 의해 시판되는 것과 같은 수용성 등급이 적합하다. 인쇄용 잉크는 수성 또는 용매성일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 효과 안료는 종이 및 플라스틱의 레이저 마킹 및 농업 분야에서의 적용, 예를 들면 온실 시팅(greenhouse sheeting) 및 예를 들면 텐트 차양의 착색에도 적합하다.The Al 2 O 3 flakes and effect pigments based on Al 2 O 3 flakes according to the invention are preferably compatible with a number of color systems in the field of paints, automotive coatings, industrial coatings and printing inks and cosmetic formulations. For the production of printing inks, eg for gravure printing, floxographic printing, offset printing and offset overvarnishing, a number of binders, in particular eg BASF, Marabu ), Proll, Sericol, Hartmann, Gebr. Schmidt, Sicpa, Aarberg, Siegberg, GSB-Wahl, Polman Water-soluble grades such as those marketed by Follmann, Ruco or Coates Screen INKS GmbH are suitable. Printing inks may be aqueous or solvent-based. Furthermore, the Al 2 O 3 flakes and effect pigments according to the invention are also suitable for laser marking of paper and plastics and for applications in the agricultural sector, for example for greenhouse sheeting and for coloring of tent awnings, for example.

다양한 적용을 위해, 본 발명에 따른 코팅되거나 비-코팅된 Al2O3 플레이크가, 또한 유기 염료, 유기 안료, 또는 예컨대 투명 및 불투명 백색, 유색 및 흑색 안료와 같은 기타 안료, 및 플레이크 형태의 산화철, 유기 안료, 홀로그램 안료, LCP(액정 중합체) 및 금속산화물-코팅된 운모 및 SiO2 플레이크 등에 기반한 통상의 투명, 유색 및 흑색 광택 안료와 혼합되어 유리하게 사용될 수 있음은 당연하다. 본 발명에 따른 안료는 상업적으로 이용가능한 안료 및 충전제와 임의의 비율로 혼합될 수 있다.For various applications, the coated or uncoated Al 2 O 3 flakes according to the invention can also be prepared with organic dyes, organic pigments, or other pigments such as for example transparent and opaque white, colored and black pigments, and iron oxide in the form of flakes , organic pigments, holographic pigments, LCPs (liquid crystal polymers) and metal oxide-coated mica and SiO 2 flakes and the like can be used advantageously in admixture with conventional transparent, colored and black luster pigments. The pigments according to the present invention may be mixed with commercially available pigments and fillers in any proportion.

언급될 수 있는 충전제로는, 예컨대, 천연 및 합성 운모, 나일론 분말, 정제되거나 충진된 멜라민 수지, 탈크, SiO2, 유리, 카올린, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 또는 아연의 산화물 또는 가수분해물, BiOCl, 황산바륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄소, 및 이 물질들의 물리적 또는 화학적 조합이 있다. 충전제의 입자 형태에 대해서는 제한이 없다. 상기 충전제는 예를 들면, 필요에 따라 플레이크 형태, 구상 또는 침상일 수 있다.Fillers that may be mentioned are, for example, natural and synthetic mica, nylon powder, purified or filled melamine resin, talc, SiO 2 , glass, kaolin, oxides or hydrolysates of aluminum, magnesium, calcium or zinc, BiOCl, sulfuric acid barium, calcium sulfate, calcium carbonate, magnesium carbonate, carbon, and physical or chemical combinations of these substances. There are no restrictions on the particle shape of the filler. The filler may be, for example, in the form of flakes, spherical or needle-like, if desired.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 취급하기 간편하고 용이하다. 상기 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 단순 교반에 의해 사용되는 시스템에 혼입될 수 있다. Al2O3 플레이크 및 효과 안료의 까다로운 제분 및 분산은 필요하지 않다.The Al 2 O 3 flakes and the effect pigments based on the Al 2 O 3 flakes according to the invention are simple and easy to handle. The Al 2 O 3 flakes and effect pigments based on Al 2 O 3 flakes can be incorporated into the system used by simple stirring. Difficult milling and dispersing of Al 2 O 3 flakes and effect pigments is not required.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 코팅 물질, 인쇄용 잉크, 플라스틱, 농업용 필름, 버튼 페이스트의 착색, 시드의 코팅, 음식의 착색, 의약 또는 화장품 제형의 코팅에 사용될 수 있다. 착색을 위해 사용되는 시스템 내에서의 상기 Al2O3 플레이크 및 효과 안료의 농도는 시스템의 전체 고체 함량을 기준으로, 통상적으로 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%이다. 이 농도는 일반적으로 특정한 적용에 따라 좌우된다.Al 2 O 3 flakes and effect pigments based on Al 2 O 3 flakes according to the invention are coating materials, printing inks, plastics, agricultural films, coloring of button pastes, coating of seeds, coloring of food, coating of pharmaceutical or cosmetic formulations can be used for The concentration of said Al 2 O 3 flakes and effect pigments in the system used for coloring is usually 0.01 to 50% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total solids content of the system. This concentration generally depends on the particular application.

본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료를 0.1 내지 50 중량%, 특히 0.5 내지 7 중량%의 양으로 함유하는 플라스틱은, 특별한 광택 및 쉬머 효과에 있어서 종종 주목할 만하다. Plastics containing Al 2 O 3 flakes according to the invention and effect pigments based on Al 2 O 3 flakes in an amount of 0.1 to 50% by weight, in particular 0.5 to 7% by weight, are often notable for their particular gloss and shimmer effect. .

코팅 분야, 특히 자동차용 코팅 및 자동차용 피니싱에 있어서, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 0.5 내지 10 중량%의 양으로 사용된다.In the field of coatings, in particular automotive coatings and automotive finishing, the effect pigments based on Al 2 O 3 flakes according to the invention are used in amounts of 0.5 to 10% by weight.

코팅 물질에 있어서, 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 및 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료는 단일층 코팅(단일-코트 시스템, 또는 이중-코트 시스템에서의 베이스 코트)에 의해 원하는 색 및 광택이 얻어진다는 이점을 갖는다. As for the coating material, the Al 2 O 3 flakes and the effect pigments based on the Al 2 O 3 flakes according to the invention are obtained by means of a single-layer coating (single-coat system, or a base coat in a double-coat system) to achieve the desired color and gloss. This has the advantage that it is obtained.

결합제 시스템의 착색에 있어서, 예를 들면 페인트 및 요판, 오프셋 또는 스크린 인쇄용 잉크에 대해서는 스타파(Stapa®-알루미늄 및 에카르트 게임베하(Eckart GmbH)로부터의 금청동(gold bronze) 페이스트와 조합된, Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료가 특히 적합한 것으로 나타났다. 상기 효과 안료는 인쇄용 잉크 내에 2 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량% 및, 특히, 8 내지 15 중량%의 양으로 혼입된다. 금속 효과 안료와 조합된 본 발명에 따른 효과 안료를 함유하는 인쇄용 잉크는, 보다 순수한 색조를 나타내고, 양호한 점도값으로 인해 개선된 인쇄적성(printability)을 갖는다. Al, in combination with Stapa ® -aluminum and gold bronze paste from Eckart GmbH, for, for example, paints and inks for intaglio, offset or screen printing, for the coloring of binder systems. Effect pigments based on 2 O 3 flakes have been found to be particularly suitable, said effect pigments being incorporated in the printing inks in amounts of 2 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight and in particular 8 to 15% by weight. Printing inks containing effect pigments according to the invention in combination with metallic effect pigments exhibit purer color tones and have improved printability due to good viscosity values.

본 발명은 마찬가지로, 본 발명에 따른 코팅되거나 코팅되지 않은 Al2O3 플레이크 및 추가로, 효과 안료, 결합제 및 바람직한 경우, 첨가제를 함유하는 안료 제제를 제공하며, 상기 제제는 실질적으로 용매를 함유하지 않는 자유 유동성 과립의 형태이다. 이와 같은 과립은 본 발명에 따른 Al2O3 플레이크 또는 효과 안료를 최대 95 중량% 함유한다. 본 발명의 Al2O3 플레이크에 기반한 효과 안료가 첨가제를 포함하거나 포함하지 않는, 결합제 및 물 및/또는 유기 용매와 함께 페이스트화되고, 이후 페이스트를 건조시키고, 압축된 입자 형태, 예컨대, 과립, 펠렛, 브리켓(briquettes), 마스터배치 또는 정제로 만든 안료 제제가, 인쇄용 잉크의 전구체로서 특히 적합하다. The invention likewise provides a pigment formulation comprising coated or uncoated Al 2 O 3 flakes according to the invention and furthermore an effect pigment, a binder and, if desired, an additive, said formulation being substantially solvent-free It is in the form of free-flowing granules. Such granules contain up to 95% by weight of Al 2 O 3 flakes or effect pigments according to the invention. The effect pigments based on Al 2 O 3 flakes of the present invention are pasted together with a binder and water and/or organic solvent, with or without additives, and then the paste is dried and compressed in the form of particles, such as granules, Pigment preparations made in pellets, briquettes, masterbatches or tablets are particularly suitable as precursors for printing inks.

따라서, 본 발명은 페인트, 코팅, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱, 산업적 코팅, 페인트, 분말 코팅, 인쇄용 잉크, 보안인쇄용 잉크, 플라스틱, 세라믹 재료,화장품 분야의 제형에서의, 코팅되거나(= 효과 안료) 코팅되지 않은 Al2O3 플레이크의 용도에 관한 것이다. 상기 코팅되거나 코팅되지 않은 Al2O3 플레이크는 또한, 유리, 종이, 종이 코팅, 전자 사진 인쇄용 토너, 시드, 온실 시팅 및 타폴린, 기계 또는 장치의 절연을 위한 열전도성, 자립성, 전기절연성, 가요성 시트에, 종이 및 플라스틱의 레이저 마킹에서의 흡수제로서, 플라스틱의 레이저 용접에서의 흡수제로서, 물, 유기 및/또는 수성 용매를 사용한 안료 페이스트, 안료 제제 및 예컨대, 과립과 같은 건조 제제, 예컨대, 산업 및 자동차 분야에서 투명 코트, 선스크린에 충전제로서, 특히 자동차용 코팅 및 자동차용 피니싱에 사용될 수 있다. Accordingly, the present invention relates to paints, coatings, automotive coatings, automotive finishing, industrial coatings, paints, powder coatings, printing inks, security printing inks, plastics, ceramic materials, in formulations in the cosmetic field, coated (= effect pigments) ) to the use of uncoated Al 2 O 3 flakes. The coated or uncoated Al 2 O 3 flakes are also thermally conductive, self-supporting, electrically insulating, flexible for the insulation of glass, paper, paper coatings, toners for electrophotographic printing, seeds, greenhouse sheeting and tarpaulins, machinery or devices. Dry preparations such as pigment pastes, pigment preparations and eg granules using water, organic and/or aqueous solvents, as absorbents in laser welding of plastics, on cast sheets, as absorbents in laser marking of paper and plastics, such as It can be used as a filler in clear coats and sunscreens in the industrial and automotive sector, in particular in automotive coatings and automotive finishing.

본 출원에서 백분율로 표시된 모든 데이터는 달리 표시되지 않은 경우 중량 백분율이다.All data expressed in percentages in this application are percentages by weight unless otherwise indicated.

하기 실시예들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것이나, 본 발명을 한정하지 않는다. 본 명세서에서, 모든 백분율은 중량 백분율이다. The following examples are provided to illustrate the present invention in more detail, but do not limit the present invention. In this specification, all percentages are weight percentages.

실시예Example

비교예 1 (미국특허 제5,702,519호의 실시예 2)Comparative Example 1 (Example 2 of U.S. Patent No. 5,702,519)

황산알루미늄 18-수화물 111.9 g, 무수 황산나트륨 57.3 g, 황산칼륨 46.9 g을, 60 ℃ 초과의 온도로 가열하여 탈이온수 300 mL에 용해시켰다. 생성된 용액에 황산티탄의 34.4% 용액 1.0 g을 첨가하였다. 생성된 용액을 수용액 (a)로 지칭하였다. 111.9 g of aluminum sulfate 18-hydrate, 57.3 g of anhydrous sodium sulfate, and 46.9 g of potassium sulfate were dissolved in 300 mL of deionized water by heating to a temperature above 60°C. To the resulting solution was added 1.0 g of a 34.4% solution of titanium sulfate. The resulting solution was referred to as aqueous solution (a).

제3인산나트륨(sodium tertiary phosphate) 12-수화물 0.45 g 및 탄산나트륨 54.0 g을 탈이온수 150 mL에 용해시켰다. 생성된 용액을 수용액 (b)로 지칭하였다.0.45 g of sodium tertiary phosphate 12-hydrate and 54.0 g of sodium carbonate were dissolved in 150 mL of deionized water. The resulting solution was referred to as aqueous solution (b).

약 60 ℃에서 유지시킨 수용액 (a)에 수용액 (b)를 교반하에 첨가하였다. 15분 동안 교반을 계속하였다. 그로부터 얻어진 상기 두 용액의 혼합물은 겔이었다. 이 겔을 건조 상태까지 증발시키고, 건조 생성물을 5시간 동안 1200 ℃에서 가열하였다. 가열된 생성물에 물을 첨가하여 유리 황산염을 용해시켰다. 불용성 고체를 여과해내고, 물로 세척하고, 최종적으로 건조시켰다. 수득된 알루미나 플레이크를 X선 회절분석에 의해 검사하였다. 회절 패턴은 코런덤(corundum) 구조(α-알루미나 구조)에 기인한 피크만을 가졌다. The aqueous solution (b) was added under stirring to the aqueous solution (a) maintained at about 60°C. Stirring was continued for 15 minutes. The mixture of the two solutions obtained therefrom was a gel. The gel was evaporated to dryness and the dry product was heated at 1200° C. for 5 h. Water was added to the heated product to dissolve the free sulfate. The insoluble solid was filtered off, washed with water and finally dried. The obtained alumina flakes were examined by X-ray diffraction analysis. The diffraction pattern had only a peak due to the corundum structure (α-alumina structure).

D50은 13.0 ㎛이고, D90은 22.0 ㎛이며, 두께는 200 nm이었다. D 50 was 13.0 μm, D 90 was 22.0 μm, and the thickness was 200 nm.

실시예 1: Al2O3 플레이크의 제조 Example 1 : Preparation of Al 2 O 3 Flakes

황산알루미늄 18-수화물 74.6 g, 전이 알루미나 (C10W: 니폰 라이트 메탈 캄파니, 리미티드(Nippon Light Metal Co., Ltd.)) 5.7 g, 무수 황산나트륨 57.3 g 및 황산칼륨 46.9 g을, 60 ℃ 초과의 온도로 가열하여 탈이온수 450 mL에 용해시켰다. 얻어진 용액에 34.4% 황산티탄 용액 1.2 g을 첨가하였다. 얻어진 용액을 수용액 (a)로 지칭하였다.74.6 g of aluminum sulfate 18-hydrate, 5.7 g of transition alumina (C10W: Nippon Light Metal Co., Ltd.), 57.3 g of anhydrous sodium sulfate and 46.9 g of potassium sulfate, at a temperature above 60° C. It was heated and dissolved in 450 mL of deionized water. To the obtained solution was added 1.2 g of a 34.4% titanium sulfate solution. The resulting solution was referred to as aqueous solution (a).

제3인산나트륨 12-수화물 0.010 g 및 탄산나트륨 55.0 g을 탈이온수 300 mL에 용해시켰다. 얻어진 용액을 수용액 (b)로 지칭하였다.0.010 g of trisodium phosphate 12-hydrate and 55.0 g of sodium carbonate were dissolved in 300 mL of deionized water. The resulting solution was referred to as aqueous solution (b).

약 60 ℃에서 유지시킨 수용액 (a)에 수용액 (b)를 교반하에 첨가하였다. 30분 동안 교반을 계속하였다. 그로부터 얻어진 상기 두 용액의 혼합물은 슬러리였다. 이 슬러리를 건조 상태까지 증발시키고, 건조 생성물을 4.5시간 동안 1230 ℃에서 가열하였다. 가열된 생성물에 물을 첨가하여 유리 황산염을 용해시켰다. 불용성 고체를 여과해내고, 물로 세척하고, 25 ㎛ 기공을 갖는 체에 의해 여과하였다. 최종적으로 건조시켰다. 수득된 알루미나 플레이크를 X선 회절분석에 의해 검사하였다. 회절 패턴은 코런덤(corundum) 구조(α-알루미나 구조)에 기인한 피크만을 가졌다 The aqueous solution (b) was added under stirring to the aqueous solution (a) maintained at about 60°C. Stirring was continued for 30 minutes. The resulting mixture of the two solutions was a slurry. The slurry was evaporated to dryness and the dry product heated at 1230° C. for 4.5 hours. Water was added to the heated product to dissolve the free sulfate. The insoluble solid was filtered off, washed with water and filtered through a sieve with 25 μm pores. Finally dried. The obtained alumina flakes were examined by X-ray diffraction analysis. The diffraction pattern had only peaks due to the corundum structure (α-alumina structure)

D50은 19.6 ㎛이고, D90은 38.8 ㎛이며, 두께는 700 nm이었다. D 50 was 19.6 μm, D 90 was 38.8 μm, and the thickness was 700 nm.

비교예 1.1: Al2O3 플레이크의 코팅 Comparative Example 1.1 : Coating of Al 2 O 3 flakes

비교예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 은색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 20 g of the alumina flakes of Comparative Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.) was added a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution was stopped when the resulting product appeared silvery.

현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 약간의 광택을 띠는 백색의 진주광택 안료를 얻었다. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a white pearlescent pigment with a slight sheen.

실시예 1.1: Al2O3 플레이크의 코팅 Example 1.1 : Coating of Al 2 O 3 flakes

실시예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 은색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 강한 글리터 효과를 갖는 순백색의 광택성 진주광택 안료를 얻었다. 20 g of the alumina flakes of Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.) was added a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution was stopped when the resulting product appeared silvery. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a pure white lustrous pearlescent pigment with a strong glitter effect.

비교예 1.2: Al2O3 플레이크의 코팅 Comparative Example 1.2 : Coating of Al 2 O 3 flakes

비교예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 75 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 300 g의 FeCl3을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 3.0로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 거의 적색을 나타낼 때 FeCl3 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 800 ℃에서 하소시켜 적당한 광택성의, 갈색을 띤 적색의 진주광택 안료를 얻었다. 20 g of the alumina flakes of Comparative Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 75° C.), a solution containing 300 g of FeCl 3 per liter was added. At the same time, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 3.0. The addition of FeCl 3 solution was stopped when the obtained product appeared almost red. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 800° C. for 30 minutes to obtain a moderately shiny, brownish-red, pearlescent pigment.

실시예 1.2: Al2O3 플레이크의 코팅 Example 1.2 : Coating of Al 2 O 3 flakes

실시예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 75 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 300 g의 FeCl3을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 3.0로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 거의 적색을 나타낼 때 FeCl3 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 800 ℃에서 하소시켜 강한 글리터 효과를 갖는, 순적색의 고광택성 진주광택 안료를 얻었다. 20 g of the alumina flakes of Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 75° C.), a solution containing 300 g of FeCl 3 per liter was added. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 3.0. The addition of FeCl 3 solution was stopped when the obtained product appeared almost red. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 800° C. for 30 minutes to obtain a pure red high gloss pearlescent pigment with a strong glitter effect.

비교예 1.3: Al2O3 플레이크의 코팅 Comparative Example 1.3 : Coating of Al 2 O 3 flakes

비교예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 50 g의 SnCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, SnCl4 용액의 총 첨가 부피가 17 mL가 될 때까지, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 그 다음, 얻어진 용액에 1 리터 당 125 g의 TiCl4를 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 은색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단한다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 백색의, 약간의 광택을 띠는 진주광택 안료를 얻었다. 20 g of the alumina flakes of Comparative Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.), a solution containing 50 g of SnCl 4 per liter was added. At the same time, the pH was maintained at 2.1 by adding 10% NaOH solution until the total addition volume of SnCl 4 solution was 17 mL. Then, a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter was added to the obtained solution. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution is stopped when the obtained product has a silver color. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a white, slightly shiny pearlescent pigment.

실시예 1.3: Al2O3 플레이크의 코팅 Example 1.3 : Coating of Al 2 O 3 flakes

실시예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 50 g의 SnCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, SnCl4 용액의 총 첨가 부피가 17 mL가 될 때까지, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 그 다음, 얻어진 용액에 1 리터 당 125 g의 TiCl4를 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 은색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 강한 글리터 효과를 갖는, 높은 광택성의 고도로 백색의 진주광택 안료를 얻었다. 광택 각도(luster angle)에서, 비교예 1.3에 비해 더 넓은 각도에서 광택 외관을 관찰할 수 있었다. 20 g of the alumina flakes of Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.), a solution containing 50 g of SnCl 4 per liter was added. At the same time, the pH was maintained at 2.1 by adding 10% NaOH solution until the total addition volume of SnCl 4 solution was 17 mL. Then, a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter was added to the obtained solution. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution was stopped when the resulting product appeared silvery. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a high gloss, highly white pearlescent pigment with a strong glitter effect. In the gloss angle (luster angle), it was possible to observe the glossy appearance at a wider angle compared to Comparative Example 1.3.

비교예 1.4: Al2O3 플레이크의 코팅 Comparative Example 1.4 : Coating of Al 2 O 3 flakes

비교예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 황색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 그 다음, 1 리터 당 50g의 Na2SiO3를 함유하는 용액을 얻어진 현탁액에 첨가하였다. 동시에, 10% HCl 용액을 첨가하여 pH를 7로 유지시켰다. 그 다음, 얻어진 현탁액에 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 청색을 나타낼 때, TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 청백색의, 약간의 광택을 띠는 진주광택 안료를 얻었다. 20 g of the alumina flakes of Comparative Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.) was added a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution was stopped when the obtained product turned yellow. Then, a solution containing 50 g of Na 2 SiO 3 per liter was added to the resulting suspension. Simultaneously, a 10% HCl solution was added to maintain the pH at 7. Then, a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter was added to the obtained suspension. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. When the obtained product turned blue, the addition of the TiCl 4 solution was stopped. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a bluish-white, slightly shiny pearlescent pigment.

실시예 1.4: Al2O3 플레이크의 코팅 Example 1.4 : coating of Al 2 O 3 flakes

실시예 1의 알루미나 플레이크 20 g을 탈이온수 400 mL에 현탁시켰다. (약 65 ℃에서 유지시킨) 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에, 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지시켰다. 얻어진 생성물이 황색을 나타낼 때 TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 그 다음, 1 리터 당 50g의 Na2SiO3를 함유하는 용액을 얻어진 현탁액에 첨가하였다. 동시에, 10% HCl 용액을 첨가하여 pH를 7로 유지시켰다. 그 다음, 얻어진 현탁액에, 1 리터 당 125 g의 TiCl4을 함유하는 용액을 첨가하였다. 동시에 10% NaOH 용액을 첨가하여 pH를 2.1로 유지하였다. 얻어진 생성물이 청색을 나타낼 때, TiCl4 용액의 첨가를 중단하였다. 현탁 고체를 여과해내고, 물로 세척하고 건조시켰다. 최종적으로, 건조된 고체를 30분 동안 850 ℃에서 하소시켜 강한 글리터 효과를 갖는, 고도로 청색의 고광택성 진주광택 안료를 얻었다. 광택 각도에서, 비교예 1.4에 비해 보다 넓은 각도에서 더 강한 청색 색상 및 더 높은 광택 외관을 관찰할 수 있었다. 20 g of the alumina flakes of Example 1 were suspended in 400 mL of deionized water. To the resulting suspension (kept at about 65° C.) was added a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter. Simultaneously, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. The addition of the TiCl 4 solution was stopped when the obtained product turned yellow. Then, a solution containing 50 g of Na 2 SiO 3 per liter was added to the resulting suspension. Simultaneously, a 10% HCl solution was added to maintain the pH at 7. Then, to the obtained suspension, a solution containing 125 g of TiCl 4 per liter was added. At the same time, a 10% NaOH solution was added to maintain the pH at 2.1. When the obtained product turned blue, the addition of the TiCl 4 solution was stopped. The suspended solid was filtered off, washed with water and dried. Finally, the dried solid was calcined at 850° C. for 30 minutes to obtain a highly blue, high gloss pearlescent pigment with a strong glitter effect. At the gloss angle, a stronger blue color and higher gloss appearance could be observed at a wider angle compared to Comparative Example 1.4.

측정measurement

입자 크기 Dparticle size D 1010 , D, D 5050 및 D and D 9090 의 평가evaluation of

알루미나 플레이크의 D10, D50 및 D90을 말번 MS2000을 사용하여 평가하였다.The D 10 , D 50 and D 90 of the alumina flakes were evaluated using a Malvern MS2000.

두께 및 입자 크기, 및 두께 분포의 결정Determination of thickness and particle size, and thickness distribution

알루미나 플레이크 슬러리 0.01 g/L를 제조하고, 이 슬러리 0.1 mL를 실리콘 웨이퍼와 같은 편평한 기재 상에 점적하였다. 이 기재를 SEM(주사전자현미경)의 기저상에 거의 수직으로 기울여진 각도로 설치하고, 알루미나 플레이크의 두께를 측정하였다. An alumina flake slurry of 0.01 g/L was prepared, and 0.1 mL of this slurry was dripped onto a flat substrate such as a silicon wafer. This substrate was placed on the base of an SEM (scanning electron microscope) at an angle inclined almost vertically, and the thickness of the alumina flakes was measured.

두께 분포의 계산을 위해, 100개 초과의 알루미나 플레이크의 두께를 측정하였다. 가우스 분포식을 사용하여 두께의 표준편차를 계산하였다.For calculation of the thickness distribution, the thickness of more than 100 alumina flakes was measured. The standard deviation of the thickness was calculated using the Gaussian distribution equation.

분사 패널의 제조Manufacture of spray panels

하기 제형에 따라 자동차용 베이스 코트 페인트를 제조하였다.A base coat paint for automobiles was prepared according to the following formulation.

Figure 112021078470036-pat00001
Figure 112021078470036-pat00001

* 다이니폰 잉크 앤드 케미컬즈, 인코포레이티드(Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)의 아크릴 수지* Acrylic resin of Dainippon Ink & Chemicals, Inc.

** 다이니폰 잉크 앤드 케미컬즈, 인코포레이티드의 멜라민 수지** Melamine resin of Dainippon Ink and Chemicals, Inc.

Figure 112021078470036-pat00002
Figure 112021078470036-pat00002

상기 아크릴-멜라민 수지 시스템(100 pbw)에, 상기 제시된 실시예들 중 하나에 따른 진주광택 안료 20 pbw를 혼입시켰다. 얻어진 화합물을 시너(thinner)를 사용하여 희석시켜, 그로부터 얻어진 페인트가 분사를 위한 충분한 점조도(cup #4의 경우, 12 내지 15초)를 갖게 하였다. 이 페인트를 분사에 의해 기재에 적용하여, 베이스 코트층을 생성시켰다. Into the acrylic-melamine resin system (100 pbw) was incorporated 20 pbw of a pearlescent pigment according to one of the examples given above. The obtained compound was diluted with a thinner so that the resulting paint had sufficient consistency for spraying (12 to 15 seconds for cup #4). This paint was applied to the substrate by spraying to create a base coat layer.

베이스 코팅층을, 하기 제형에 따라 제조된 무색의 탑 투명 코트 페인트를 사용하여 추가로 코팅하였다. The base coating layer was further coated with a colorless top clear coat paint prepared according to the following formulation.

<탑 투명 코트 시스템><Top Transparent Coat System>

Figure 112021078470036-pat00003
Figure 112021078470036-pat00003

상기 탑 투명 코팅을 40 ℃에서 30분 동안, 공기 중에 노출시킨 다음, 135 ℃에서 30분 동안 경화시켰다. The top clear coating was exposed to air at 40° C. for 30 minutes and then cured at 135° C. for 30 minutes.

헤이즈-글로스(BYK)는 광택 및 헤이즈를 평가하기 위한 분석 장치이다. 본 특허출원에서, 60°에서의 거울 광택(mirror gloss) 값은 헤이즈-글로스에 의해 측정되고, 광택의 값을 나타냈다. 종래기술에 비해, 코팅된 Al2O3 플레이크는 광택에 대한 매우 높은 값을 나타냈다. 높은 광택값은 적용시 우수한 외관을 달성하는 데 필요하다. 상기 장치에 의해 측정된 헤이즈 값은 반사각도의 퍼짐(spreading)에 의해 영향을 받았다. 본 특허출원에서, 보다 넓은 퍼짐 각도는 진주광택 외관에 중요하다. 본 발명에 따른 코팅된 Al2O3 플레이크는 매우 높은 헤이즈-글로스 값을 보였다. 평가 결과를 분별하기 위해, 헤이즈-글로스 측정을 위해 탑 투명 코트로 코팅하기 전에 베이스 코트를 분사시킨, 패널을 사용하였다. Haze-Gloss (BYK) is an analytical device for evaluating gloss and haze. In the present patent application, the mirror gloss value at 60° is measured by haze-gloss and represents the value of gloss. Compared to the prior art, the coated Al 2 O 3 flakes showed very high values for gloss. High gloss values are necessary to achieve a good appearance in application. The haze value measured by the device was affected by the spreading of the reflection angle. In this patent application, a wider spread angle is important for a pearlescent appearance. The coated Al 2 O 3 flakes according to the invention showed very high haze-gloss values. In order to discriminate the evaluation results, a panel with a base coat sprayed prior to coating with a top clear coat for haze-gloss measurement was used.

샘플의 표면 평탄도를 측정하기 위해 분석 장치로서 웨이브-스캔 듀얼(BYK)을 사용한다. Wa 값은 0.1 내지 0.3 mm 범위 내의 원형 편평도를 나타냈다. 본 출원에서 보다 작은 값은 본 발명에 따른 안료의 이점을 보여주는, 보다 편평한 표면을 나타낸다. A wave-scan dual (BYK) is used as an analysis device to measure the surface flatness of the sample. Wa values showed circular flatness within the range of 0.1 to 0.3 mm. A smaller value in the present application indicates a flatter surface, which shows the advantage of the pigment according to the invention.

탑 투명 코트로 분사된 패널의 Wa를 측정하였다. 플래터 표면은 보다 우수한 피니싱 외관을 가졌다. The Wa of the panel sprayed with the top transparent coat was measured. The platter surface had a better finished appearance.

글리터 효과를 평가하기 위해 BYC-mac을 사용한다. SG 값은 글리터를 나타낸다. BYC-mac is used to evaluate the glitter effect. SG values represent glitter.

페인트의 피니싱 품질을 평가하기 위해 웨이브-스캔 듀얼(BYK)을 사용하였다.Wave-scan dual (BYK) was used to evaluate the finishing quality of the paint.

상기 실시예에 따른 진주광택 안료의 광학 특성을 하기 표에 요약하였다.The optical properties of the pearlescent pigments according to the above examples are summarized in the table below.

Figure 112021078470036-pat00004
Figure 112021078470036-pat00004

Claims (13)

550 내지 1000 nm의 입자 두께와 15 내지 30 ㎛의 D50 값 및 30 내지 45 ㎛의 D90 값을 갖는 코팅된 및/또는 비코팅된 Al2O3 플레이크; 및
자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 또는 산업적 코팅에 적합한 하나 이상의 추가 성분
을 포함하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅으로서,
상기 Al2O3 플레이크가 α-알루미나 플레이크인, 코팅.coated and/or uncoated Al 2 O 3 flakes having a particle thickness of 550 to 1000 nm and a D 50 value of 15 to 30 μm and a D 90 value of 30 to 45 μm; and
One or more additional ingredients suitable for automotive coatings, automotive finishing or industrial coatings
As a coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, comprising:
wherein the Al 2 O 3 flakes are α-alumina flakes. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
D90 값이 30 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.The method of claim 1,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the D 90 value is between 30 and 40 μm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 TiO2, ZrO2, SiO2, SnO2, In2O3, ZnO 또는 이들의 조합으로 도핑된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.The method of claim 1,
The Al 2 O 3 flakes are TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , SnO 2 , In 2 O 3 , ZnO or a combination thereof, characterized in that it is doped with, automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings. a coating selected from 제 5 항에 있어서,
도핑의 양이 Al2O3 플레이크를 기준으로 0.01 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.6. The method of claim 5,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the amount of doping is 0.01 to 5% by weight, based on Al 2 O 3 flakes. 제 5 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 TiO2로 도핑된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.6. The method of claim 5,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the Al 2 O 3 flakes are doped with TiO 2 . 제 1 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 금속 산화물, 2종 이상의 금속 산화물의 혼합물, 금속, 금속 황화물, 티탄 아산화물, 티탄 옥시나이트라이드, FeO(OH), 금속 합금 또는 희토류 화합물의 하나 이상의 층으로 코팅된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅. The method of claim 1,
The Al 2 O 3 flakes are coated with one or more layers of a metal oxide, a mixture of two or more metal oxides, a metal, a metal sulfide, a titanium suboxide, a titanium oxynitride, FeO(OH), a metal alloy or a rare earth compound. A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings. 제 8 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 금속 산화물 또는 2종 이상의 금속 산화물의 혼합물의 하나 이상의 층으로 코팅된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅. 9. The method of claim 8,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the Al 2 O 3 flakes are coated with one or more layers of a metal oxide or a mixture of two or more metal oxides. 제 1 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 하기 적층체로 코팅된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅:
Al2O3 플레이크 + TiO2
Al2O3 플레이크 + TiO2/Fe2O3
Al2O3 플레이크 + Fe2O3
Al2O3 플레이크 + TiO2 + Fe2O3
Al2O3 플레이크 + TiO2 + Fe3O4
Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2
Al2O3 플레이크 + TiO2 + SiO2/Al2O3
Al2O3 플레이크 + TiO2 + Al2O3
Al2O3 플레이크 + SnO2
Al2O3 플레이크 + SnO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + SnO2 + Fe2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2 + Fe2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Fe2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Fe3O4
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + SiO2/Al2O3
Al2O3 플레이크 + SiO2 + TiO2 + Al2O3
Al2O3 플레이크 + TiO2 + 프러시안 블루
Al2O3 플레이크 + TiO2 + 카민 레드.The method of claim 1,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the Al 2 O 3 flakes are coated with the following laminate:
Al 2 O 3 flakes + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 /Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Fe 3 O 4
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 /Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + SiO 2 /Al 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + Al 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SnO 2
Al 2 O 3 flakes + SnO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + SnO 2 + Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Fe 3 O 4
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3 + SiO 2 + TiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 + TiO 2 /Fe 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + SiO 2 /Al 2 O 3
Al 2 O 3 flakes + SiO 2 + TiO 2 + Al 2 O 3
Al 2 O 3 Flakes + TiO 2 + Prussian Blue
Al 2 O 3 flakes + TiO 2 + carmine red. 제 1 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 루타일(rutile) 또는 아나타제(anatase) 변형 상태의 TiO2로 코팅된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.The method of claim 1,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the Al 2 O 3 flakes are coated with TiO 2 in a rutile or anatase modified state. 제 11 항에 있어서,
상기 Al2O3 플레이크가 루타일 변형 상태의 TiO2로 코팅된 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.12. The method of claim 11,
A coating selected from the group consisting of automotive coatings, automotive finishing and industrial coatings, characterized in that the Al 2 O 3 flakes are coated with TiO 2 in a rutile deformed state. 제 1 항에 있어서,
상기 코팅된 Al2O3 플레이크가 총 코팅된 Al2O3 플레이크를 기준으로 40 내지 90 중량%의 Al2O3 플레이크 및 10 내지 60 중량%의 코팅으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 자동차용 코팅, 자동차용 피니싱 및 산업적 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅.The method of claim 1,
A coating for automobiles, characterized in that the coated Al 2 O 3 flakes consist of 40 to 90 wt % of Al 2 O 3 flakes and 10 to 60 wt % of the coating based on the total coated Al 2 O 3 flakes, A coating selected from the group consisting of automotive finishing and industrial coatings.
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